量子泡沫也叫时空泡沫（spacetime foam），是惠勒（John Wheeler*）1955年根据量子力学提出的概念。量子泡沫是极小尺度（普朗克长度量级）下量子振荡的定性描述。在这么小的时空尺度下，不确定关系使粒子和能量瞬间产生，然后湮灭。随着我们讨论时空尺度的缩小，虚粒子能量将增加。根据爱因斯坦的广义相对论，能量将使时空弯曲，这意味着足够小尺度下能量的“泡沫”式涨落将大到足以在较大尺度下观测到相对平滑时空的显著偏离。但我们必须有一个量子引力理论才能指出在什么样的尺寸下才能出现这样的量子泡沫，现有的各种量子理论不能精确地描述这么小尺度下的物理。
量子泡沫被认为是由非常高能量的虚粒子产生的。虚粒子概念出现于量子场论中，当粒子发生相互作用时，虚粒子短暂地产生并湮灭；尽管虚粒子从未被实际观测到，但根据虚粒子概念预言的效应被实际观测到了。虚粒子可被认为在真空中短暂地产生并湮灭，这种真空涨落会影响真空的性质，导致非零能量即真空能的存在；按量子力学概念，这是一种零点能。
卡西米尔效应是两平行板间真空中虚粒子行为的体现。普通的量子场论并不处理能量大到足以使时空弯曲的虚粒子，所以量子泡沫是对量子力学基本概念在非常小时空尺度下具有极高能量虚粒子的推广。
泡沫状的时空就像大风暴掀起的复杂激流。一些物理学家认为其中会形成虫洞；并猜测我们的宇宙可能会通过虫洞连接到其它的宇宙。
* John Archibald Wheeler with Kenneth Ford. Geons, Black Holes, and Quantum Foam. 1995 ISBN 0-393-04642-7.
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